机械密封的选型与安装

机械密封的选型与安装

柯仙文

（浙江飞旋泵业有限公司）

摘要：近年来机械密封在离心泵中的应

寿命长、泄用越来越广，机械密封有使用可靠、

漏少等优点，但要以正确的选型和安装为前提，实际使用中往往对其影响因素考虑不周，导致机械密封寿命缩短，本文就影响机械密封选型的几个参数进行了探讨，最后就安装时注意的事项提出了建议。

关键词：离心泵；机械密封；选型；安装

泵在工农业中应用相当普遍，农田排灌、市政供水、石油化工、城市污水处理等均要用

易爆、到，泵不但用来输送水，而且还输送易燃、

和有毒的液体，像石化行业和原子能工业，所以对泵的密封要求也相当严格。目前泵密封结构

填料密封、机械密主要有：有骨架的橡胶密封、

封、浮动环密封、螺旋密封。

影响机械密封的使用寿命是多方面的，因选型与安装不当造成机械密封过早损坏比较常见，本文就在离心泵上应用机械密封值得注意的一些问题谈一些看法，以供商酌。

１机械密封的工作原理：

机械密封又称端面密封，因其密封性能可靠，泄露量小，使用寿命长，功耗低，应用越来越广泛，目前在泵上应用机械密封相当普遍。机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。机械密封由静止环（静环）、旋转环（动

弹性元件、动环座、动环密封圈和静止环辅环）、

助密封圈等元件组成，防转销１０固定在压盖上以防止静止环转动。机械密封中流体可能泄漏的途径有１、静止环与压盖之间；２、压盖与壳体

动环与轴套之间；４、动环与静止环的端之间；３、

面，共四个通道。前两者均属静密封由“Ｏ”型密封密封。第三者动环与轴套之间的密封，因动环随轴套、轴一起转动只不过当端面摩擦磨损后，它仅仅能补偿而沿轴向作微量的移动，所以实际上仍然是一个相对静密封，因此，前三个泄漏通道相对来说比较容易封堵。而动环与静环的的结合面它是机械密封装置中的主密封，两端面组成一对摩擦副。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格腔制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设计和安装机械密封时，一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围。

２机械密封的选型２．１机械密封的结构

机械密封结构型式通常有：平衡型与非平衡型；旋转型与静止型；单端面与双端面；内流型与外流型；内装型与外装型。结构的选择是设计环节中的重要步骤，每一种结构只有用于规

定的范围内才能有效地发挥作用，选型时要具体分析机械密封的工作参数、介质特性、环境条件、同时要考虑密封腔结构尺寸。

２．２工作参数的选择

２．２．１密封腔介质压力ｐｊ，ＭＰａ

这里Ｐｊ是指密封腔处的介质压力，根据Ｐｊ值的大小可以初步确定是否选择平衡式的结构以及平衡程度。对于非平衡型，因密封面的比压随流体压力的上升而上升，当压力大于一定的限度时密封面上产生很大的压力，密封面间的液腊就会被挤出而丧失了液膜的润滑作用从而使密封面很快磨损和发热。故只能用其于低压，一般来说选择如下：

介质润滑性好，粘度较高时，Ｐ≤０．８ＭＰａ选用非平衡型

介质润滑性差，粘度低时，Ｐ≥０．５Ｍｐａ选用平衡型

２．２．２线速度ｖ

是指密封面平均直径的圆周速度，ｍ／ｓυ

——静环内径ｄ１—

——静环外径ｄ２—根据υ值的大小确定弹性元件是否随轴旋转，即采用弹簧旋转式或弹簧静止式结构，

Ｖ≤２５ｍ／ｓ选用旋转型，Ｖ≥２５ｍ／ｓ时选用静止型。速度更高的条件下，由于旋转件的不平衡质量易引起强烈振动，最好采用弹簧静止式结构。

２．２．３ＰＶ值

ＰＶ值涉及到密封面之间流体膜的稳定性（汽化）和磨擦副的耐磨性

——端面比压，指密封面上单位面积所承Ｐ—

担载荷的平均值。Ｍｐａ

——平均直径的圆周速度，ｍ／ｓＶ—

以内装单端面机械密封为例，端面比压的计算

———为反压系数

需要说明的是上式中反压系数λ反应的是

液膜压力占介质压力的比例，因密封面中压力的分布与介质的性质、密封面几何结构、摩擦状态等有关，故只是一个平均值，一般情况对低粘度λ＝０．６５￣０．７５中等粘度λ＝０．５高粘度λ＝０．３￣

０．４

由上式计算的端面比压其值有一个合适的取值范围，不能过大，亦不能过小。过小则密封端

过大则密封端面产生大面开启，容易造成泄漏。

量的摩擦热，液膜汽化，密封失效。通常还要考虑端面线速度的影响，进行ＰＶ值的校验。要求实际工作中的ＰＶ值应小于许用的［ＰＶ］值。

ＰＶ≤［ＰＶ］

Ｆｔ－－－－－－－弹簧力Ｆｐ－－－－－－－介质压力Ｆｍ－－－－－－－－液膜压力

２．２．４密封介质温度ｔ

ｔ是指密封腔内的介质温度，根据ｔ的大小确定辅助密封圈的材质、密封面的冷却方法及其辅助系统。温度ｔ在０～８０℃范围内，辅助密封圈通常选用丁腈橡胶Ｏ形密封圈；－５０℃≤ｔ＜

硅１５０℃，根据介质腐蚀性强弱，可选用氟橡胶、

橡胶或聚四氟乙烯成型填料密封圈：温度＜－５０或ｔ≥１５０℃时，橡胶和聚四氟乙烯会产生低温

脆裂或高温老化

，

此时可采用金属波纹管结构

，

介质温度高于

８０

℃

时

，

通常按高温来考虑

，此时

４０

发展中的综合布线技术

任征孟杨辉（河南永煤集团通信中心河南永城４７６６００）

摘要：本文简要介绍综合布线技术的定义及其基本组成与特点。

关键词：综合布线智能建筑

数据、图像设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连，也能使这些设备与外部通信网相连接。它包括建筑外部网络或线路的连线点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。综合布线由不同系列和规格的部件组成，其中包括：传输介质、相关连接硬件（如配线架、连接器、插座、插头、适配器）以及电气保护设备等。值得注意的是综合布线与结构化布线是两个不同的概念，见下表。

设计规范》，标志着综合布线在我国也开始走向正规化、标准化。

２．综合布线的特点２．１兼容性

综合布线的首要特点是它的兼容性。所谓兼容性是指它自身是完全独立的而与应用系统相对无关，可以适用于多种应用系统。

过去，为一幢大楼或一个建筑群内的语音或数据线路布线时，往往是采取不同厂家生产的电缆线、配线插座以及接头等。例如用户交换机通常采用双绞线，计算机系统通常采用粗同轴电缆或细同轴电缆。这些不同的设备使用不同的配线材料，而连接这些不同配线的接头、插座及端子板也各不相同，彼此互不相容。一旦需要改变终端机或电话机位置时，就必须敷设新的线缆，以及安装新的插座和接头。

综合布线将语音、数据与监控设备的信号线经过统一的规划和设计，采用相同的传输介质、信息插座、交连设备、适配器等，将这些不同信号综合到一套标准的布线中。由些可见，这个布线比传统布线大为简化，这样可节约大量的物资、时间和空间。

在使用时，用户可不用定义某个工作区的信息插座的具体应用，只把某种终端设备（如个人计算机、电话、视频设备等）插入这个信息插座，然后在管理间和设备间的交连设备上做相应的接线操作，这个终端设备就被接入到各自的系统中了。

２．２开放性

对于传统的布线方式，只要用户选定了某种设备，也就选定了与之相适应的布线方式和传输介质。如果更换另一设备，那么原来的布线就要全部更换。可以想象，对于一个已经完工的建筑物，这种变化是十分困难的，要增加

１．综合布线的基本概念１．１综合布线的产生

综合布线是伴随着智能建筑的产生而产生的。早期，一些发达国家就在高层建筑中采用电子器件组成控制系统，各种仪表、信号灯以及操作按键通过各种线路接至分散在现场各处的机电设备上，以用来集中监视临近设备的运行情况，并对各种发电系统实现手动或自动控制。由于电子器件较多，线路又多又长，因而控制点数目受到很大的限制。传统布线的不足就日益暴露出来，如电话、局域网及ＢＡ系统等，都是各自独立的。各系统分别由不同的厂商设计和安装，布线也采用不同的线缆和不同的终端插座，如闭路电视采用射频同轴电缆、电话和公共广播采用一对双绞线。而且，连接这些不同布线的插头、插座及配线架均无法互相兼容。当办公环境改变，需调整办公设备，或随着新技术的发展，需要更换设备时，就必须更换布线。这样增加新电缆而留下不用的旧电缆，天长日久，导致了建筑物内包容了一个杂乱无章的线缆“迷宫”。因而维护不便，改造也十分困难。

随着全球社会信息化，人们对信息共享的需求日趋迫切，就需要一个适合信息时代的布线方案。通过看智能建筑的系统图，可以想象若没有一个合理的布线系统，智能建筑怎么能实现。

１．２综合布线的概念

综合布线是一个模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道，是智能建筑的“信息高速公路”。它既能使语音、

１．３标准问题

智能化建筑已逐步发展成为一种产业，如

同计算机、建筑一样，也必须有大家共同遵守的标准或规范。目前，已出台的综合布线及其产品、线缆、测试标准和规范主要有：

ＥＩＡ／ＴＩＡ５８６－Ａ商用建筑物电信布线标准；ＩＳＯ／ＩＣＥ１１８０１：１９９５（Ｅ）国际布线标准；

ＥＩＡ／ＴＩＡＴＳＢ－６７现场测试非屏蔽双绞线布线系统传输性能规范；

欧洲标准：ＥＮ５０１６，５０１６８，５０１６９分别为水平布线电缆、工作区布线电缆以及主干电缆标准。

我国已于１９９５年３月由中国工程建设标准化协会批准了《建筑与建筑群综合布线系统

必须采取相应的冷却措施。

２．２．５介质特性对结构影响

介质特性主要是考虑介质的腐蚀性，因端面比压随介质压力的增加而增加，其泄漏方向与离心力方向相反，因此一般情况均选用内装式机械密封。只有当介质腐蚀性极强时，才考虑选用外装式机械密封。

３机械密封的安装

机械密封是精密部件，制造及安装精度都要求很严格，如果装配不当会影响密封性能，因此必须注意以下要求：

３．１并圈弹簧结构的机械密封，要注意弹簧的旋转方向与轴的旋转方向相同，如果方向错误则密封会失灵。

３．２上紧压盖应在联轴器找正后进行，压紧螺丝应均匀上紧，用塞尺检查各点，且误差不大于０．０３毫米，，压盖止口与密封腔的同心度，径向跳动允差不大于０．１毫米

３．３弹簧压缩量必须按规定进行，不得有过大或过小现象，误差为±２毫米

３．４动环安装后必须保证动环能在轴上灵活移动

３．５安装机械密封时，轴向窜动量不大于±

０．５毫米．

３．６如有轴套，不允许轴套有轴向移动

３．７安装机械密封的轴或轴套的表面粗糙度为Ｒａ１．６。

３．８安装机械密封的轴或轴套的径向圆跳动允差为：１６—５０ｍｍ时，径向圆跳动偏差＜０．０４毫米，直径５５—１２０ｍｍ时，径向贺跳动偏差＜０．０６毫米

４．４密封冲洗液中杂质进入摩擦副表面４．５转子振动

４．６泵零件同心度不对

针对上述原因，，就可以采取相应的解决方法。

５小结

掌握密封的结构、型式、了解机械密封选用参数，并正确安装，就能保证密封长周期稳定、可靠地运转。

参考文献：

［１］关醒凡．离心泵设计手册．北京：宇航出版社，１９９５

［２］王汝美．实用机械密封技术问答．北京：中国石化出版社，１９９５

［３］曹鹤霖，泵用密封华东水泵１９９５．９第１４期

（译），（日）清水中之，窄面密封［４］宫国田

技术东北水泵网讯

１９９３．１

３．９压盖应有介质循环冲洗孔及静环尾部冷却冲洗孔

４机械密封的泄漏及原因

机械密封如果严格根据上述要求安装，一般不会出现问题，，但往往由于操作上的不当会出现一些故障，最常见的是泄漏，主要原因有：

４．１轴弯曲或密封面对轴线不垂直，４．２动静环不同心“Ｏ”型圈损坏４．３

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